1、4 自由落体运动【基础巩固】1.(多选)科学研究发现:在月球表面没有空气,重力加速度约为地球表面重力加速度的16.若航天员登上月球后,在空中同一高度同时由静止释放羽毛和铅球,忽略地球和其他星球对它们的影响,下列说法正确的是()A.羽毛将加速上升,铅球将加速下降B.羽毛和铅球都将下落,且同时落到月球表面C.羽毛和铅球都将下落,但铅球先落到月球表面D.羽毛和铅球都将下落,且落到月球表面的速度相同答案:BD2.下列关于重力加速度的说法,正确的是()A.重力加速度表示自由下落的物体运动的快慢B.重力加速度表示自由下落的物体运动速度变化的大小C.重力加速度表示自由下落的物体运动速度变化的快慢D.轻物体和
2、重物体的重力加速度不同,所以重的物体先落地答案:C3.某人从井口静止释放一颗小石子,不计空气阻力,为表示小石子落水前的运动,下列四幅图像可能正确的是() A B C D答案:D4.一物体从离地h高处自由下落,经过时间t落地,则当它下落t2时,离地的高度为()A.14h B.12h C.34h D.45h解析:根据自由落体运动的位移规律可得h=12gt2,物体下落t2的位移为h=12gt22=14h,此时,物体离地的高度h0=h-h=34h,选项C正确.答案:C5.下图是用频闪照相机给做自由落体运动的小球拍摄的照片,符合实际的是() A B C D答案:D6.假设未来的某一天,航天员在火星上距地
3、面18 m高处由静止释放一重物,测得重物经过3 s落到火星表面,则下列说法正确的是()A.火星表面的重力加速度大小为4 m/s2B.重物落地时的速度大小为8 m/sC.重物落地前的1 s内位移大小为8 mD.重物下落过程中,任意相邻1 s内的位移之差为2 m答案:A【拓展提高】7.在学习了自由落体运动的知识后,小华用一根长50 cm的轻绳拴住两个小球,手持上面一个小球,从四楼阳台由静止释放小球,两小球落地时间间隔为t1,然后他又上到五楼阳台重复实验,两小球落地时间间隔为t2,不计空气阻力,关于小球落地的时间间隔正确的是()A.t1t2 D.无法确定解析:下方小球落地后,上方小球接下来的运动是匀
4、加速直线运动,加速度为g,据位移时间公式可得,l=vt+12g(t)2.从四楼阳台由静止释放小球与从五楼阳台由静止释放小球相比,下方小球到达地面时的速度v1t2.故选项C正确.答案:C8.(多选)甲、乙两物体质量之比为m甲m乙=31,甲从h0高处自由下落,乙从2h0高处同时自由下落,不计空气阻力,下列说法正确的是()A.在甲落地之前,同一时刻甲的速度比乙的速度大B.在甲落地之前,同一时刻两物体的速度相等C.甲落地时,乙距地面的高度为h0D.甲、乙在空中运动的时间之比为12解析:根据v=gt可知,甲落地前同一时刻甲的速度等于乙的速度,故选项A错误,选项B正确;甲、乙同时由静止开始下落,根据h=1
5、2gt2可知,甲落地前甲、乙下落高度相同,故甲落地时乙距地面的高度为h0,故选项C正确;根据h=12gt2可知,甲、乙在空中运动的时间之比为12,故选项D错误.答案:BC9.甲、乙两图是使用电磁打点计时器测量重力加速度g的装置示意图,已知该打点计时器的打点频率为50 Hz. 甲 乙 丙(1)甲、乙两图相比较,图所示的装置更合理.(2)丙图是采用较合理的装置并按正确的实验步骤进行实验打出的一条纸带,其中打出的第一个点标为1,后面依次打下的一系列点迹分别标为2、3、4、5、,经测量,第15至第17点间的距离为11.70 cm,第1至第16点间距离为43.88 cm,则打下第16个点时,重物下落的速
6、度大小为m/s,测出的重力加速度值为g=m/s2.(要求保留三位有效数字)解析:(1) 因为用夹子固定纸带,可以避免乙图中用手握住纸带的弊端.一方面,由于手的抖动会造成纸带上的第一个点迹被拖长或位置不能确定;另一方面,用夹子固定纸带,便于将纸带调整为竖直方向,以避免纸带与打点计时器限位孔之间产生过大的摩擦.甲、乙两图相比较,甲图所示的装置较好,所以甲图更合理.(2)自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动,所以v16=x2T=11.7020.0210-2 m/s=2.93 m/s.又根据2gh=v162,h=43.88 cm,可得g=9.78 m/s2.答案:(1)甲(2)2.939.78【挑战创新】10.一根长直细杆长l=1.7 m,从某一高处做自由落体运动,在下落过程中细杆通过一个高h1=1.75 m的窗口用时t=0.3 s,求细杆刚下落时,其下端到窗口上边缘的高度.g取10 m/s2,窗口下边缘到地面的高度大于细杆的长度.解析:设杆的下端下落到窗口上边缘的时间为t1,杆下端到窗口上边缘的高度为h,杆的上端到窗口下边缘的时间为t2,则有12gt12=h,12gt22=l+h+h1,又t2-t1=t,联立以上三式可得h=5 m.答案:5 m
